水利工程中预应力混凝土工程施工技术分析

[摘 要]在水利工程中对于预应力混凝土的应用比较多，主要通过沉桩的工艺来完成整体植入，但目前其技术和使用中仍然存在很多问题，有待我们在今后的施工过程中不断的摸索发现。基于此，本文主要就水利工程中的预应力混凝土施工技术进行了相关探讨。

[关键词]水利;预应力混凝土;施工技术

中图分类号：TU973.12 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）28-0212-01

引言

混凝土施加预应力的基本原理是在结构或构件受拉区域，利用钢筋的张拉，把钢筋的回弹力施加给混凝土，让混凝土受到预压应力，进而产生一定的压缩变形。拉伸变形首先与压缩变形相互抵消，而在外力不断的增加的情况下，混凝土才会逐渐被拉伸，这就有效的推迟了裂缝产生的时间。因此，预应力混凝土工程，在水利工程中运用十分广泛，下文将就其施工的技术进行探讨。

一、先张法技术的运用

（一）先张法施工

一般来说，先张法施工方法主要是台座法或机组流水法为主。在采用台座法时，构件是在固定的台座上生产的，台座承受预应力筋的张拉力。预应力筋的张拉、锚固与混凝土的浇筑、养护和预应力筋的放张等，都是在台座上进行的。台座法的优点是不用复杂的机械设备，但是能够适用于多种产品生产，能够露天生产、自然养护，也能够通过湿热养护，所以应用是较广泛的。采用机组流水法时，构件是在钢模中生产的，钢模承受预应力筋拉力，构件连同钢模按流水方式，通过张拉、浇筑、养护等固定机组完成每一生产过程。但是由于机组流水需大量钢模和较高的机械化程度，同时还需要蒸汽养护，所以一般只在生产定型预制构件的时候使用。

（二）混凝土的浇筑和养护

在进行混凝土浇筑时，一定要一次完成，不能留设施工缝。混凝土的强度等级至少是C30。为了尽可能的降低混凝土的收缩和徐变带来的预应力损失，在确定混凝土的配合比之后，一定要运用低水灰比，合理的控制水泥的用量，并要对集料采取良好的级配。而在制作预应力混凝土构件时，一定要振捣密实，尤其是构件的端部，这样才能保证混凝土的强度和黏结力。如果预应力混凝土构件采用叠层生产，那就需要等下层构件的混凝土强度达到8-10N/mm后，再进行上层混凝土构件的浇筑。

二、后张法施工技术

后张法无需专门的台座，其是在构件或块体上直接张拉预应力钢筋。如果是大型构件，那就采取分块制作的方式，运到现场再进行拼装，通过预应力钢筋连成整体。所以，后张法具有灵活性大的特点，在现场预制或工厂预制块体，现场拼装的大中型预应力构件、特种结构和构筑物等运用广泛。下文主要就孔道留设、预应力钢筋张拉等主要工序进行探讨。

（一）孔道留设

一般来说，孔道的直径要比预应力钢筋外径大10～15mm，这样才能有利于预应力钢筋穿入。孔道的留设方法主要有两种，即抽芯法和预埋管法。

1、抽芯法

抽芯法一般有两种，即钢管抽芯法与胶管抽芯法。（1）钢管抽芯法。在留设直线孔道时，这种方法运用毕竟普遍，提前把钢管埋设在模板内的孔道位置外。在这过程中，要保证钢管平直，表面光滑，每根长度控制在15m之内，钢管两端应各伸出构件500mm左右。如果是比较长的构件，那就可以考虑采用两根钢管，中间用套管连接。在混凝土浇筑过程中和混凝土初凝后，每间隔一定时间，就要转动钢管，等混凝土终凝前再拿出。（2）胶管抽芯法。这种方法既能够留设直线孔道，也可以留设曲线孔道，由于具有弹性较好的胶管，所以便于弯曲，通常有五层或七层夹布胶管和钢丝网橡皮管两种。也正是由于胶管有一定的弹性，所以在拉力作用下，能缩小其断面，因此，在混凝土初凝后，就马上把胶管抽。如果使用夹布胶管质软，那就需要在管内充气或充水。在浇筑混凝土前，可以向胶皮管中充入压力为0.6～0.8MPa的压缩空气或压力水，让胶皮管直径增大3mm左右，接着再完成混凝土浇筑，等到混凝土初步凝固后，就放出压缩空气或者压力水。

2、预埋管法

预埋管实际是采用一种金属波纹软管，通过镀锌薄钢带经波纹卷管机压波卷成，其优点是重量轻、刚度好、连接简单、弯折方便、与混凝土黏结较好。一般来说，这种孔道成型主要在钢丝或钢绞线作为预应力钢筋的大型构件或结构中使用，可以考虑把下好料的钢丝、钢绞线在孔道成型前，就穿入波纹管中，通过这样的方式，能够省掉穿束工序，当然也能够等到孔道成型后再进行穿束。

（二）预应力钢筋张拉

1、张拉控制应力及张拉程序

预应力张拉控制，必须要满足相关设计要求。其中后张法控制应力值，必须要低于先张法，这主要是由于后张法构件在张拉钢筋的过程中，混凝土已经受到弹性压缩，那么张拉力就能够得到进一步的弥补;而先张法构件，是在预应力钢筋放松后，混凝土才受到弹性压缩，此时张拉力是不能补足的。此外，混凝土的收缩、徐变引起的预应力损失，后张法也比先张法小。

2、张拉方法

张拉方法有两种，即一端张拉和两端张拉。在进行两端张拉前，应该先在一端张拉，再在另一端补足张拉力。如果情况特殊，有多根可一端张拉的预应力钢筋，那就需要把这些预应力钢筋的张拉端分别设在结构的两端。如果是长度不大的直预应力钢筋，你就尽可能的选择一端张拉;而如果是曲线预应力钢筋，就需要考虑两端张拉;如果是抽芯成孔的直线预应力钢筋，在长度在24m以上时，就采用两端张拉，在24m之内就考虑一端张拉;预埋波纹管成孔的直线预应力钢筋，长度超过30m时，就考虑两端张拉，在30m之内就考虑一端张拉;如果是竖向预应力结构，那就应该考虑两端分别张拉的方法，并且以下端张拉为主。在张拉设备的安装中，应该尽可能的使直线预应力钢筋张拉力的作用线与孔道中心线重合;曲线预应力钢筋张拉力的作用线与孔道中心线末端的切线重合。

三、无黏结预应力混凝土施工工艺

无黏结后张预应力混凝土，其实就是在浇灌混凝土之前，将预先加工好的无黏结筋与普通钢筋，直接放到模板内，接着进行混凝土的浇筑，等到混凝土达到设计强度时，就马上进行张拉。和有黏结预应力混凝土相比，其不同之处就在于：不用在放置预应力钢筋的部位预先留设孔道和沿孔道穿筋;再完成预应力钢筋张拉后，也不用进行孔道灌浆。

（一）无黏结筋的锚放

在绑扎完底筋后，可以进行无黏结筋的铺设。在无黏结筋铺放的曲率控制上，我们可以考虑用垫铁马凳或其他构造措施进行控制。其放置间距要控制在2m以内，同时用铁丝与非预应力钢筋扎紧。在铺设双向配筋的无黏结筋的过程中，应该考虑按照先低后铺的原则，尽可能地避免两个方向的无黏结筋相互穿插编吉;在进行无黏结筋绑扎时，首先要将两端拉紧，同时从中间往两端绑扎定位。在进行浇筑混凝土之前，需要提前对无黏结筋进行检查验收。

（二）无黏结筋的张拉

事实上，无黏结预应力束的张拉和有黏结预应力钢丝束的张拉是较为类似的。因为无黏结预应力束为曲线配筋，所以需要在两端进行同时的张拉。成束无黏结筋正式张拉前，需要先用千斤顶往复抽动几次，这样才能有效的降低张拉摩擦损失。实践证明，如果进行三次张拉，那么第三次的摩阻损失值，会比第一次降低16.8%～49.1%。在张拉士程中，如果出现个别钢丝发生滑脱或断裂的情况，那么可以根据相应降低张拉力，但要注意的是滑脱或断裂的根数不能超过过结构同一截面钢丝总根数的2%。

结语

预应力技术经过了几十年的工程实践和不断研究，已经是比较成熟的一项工程技术，在今后的发展中，还将日臻完善。工程实践告诉我们，预应力技术以种种优势，在某些建设领域有着强大的生命力和竞争力，尤其在水利工程中，运用广泛。

参考文献：

[1] 施惠生，郭晓潞.混凝土膨胀剂研究及其应用[J].粉煤灰，2011年01期.

[2] 李涛涛.浅谈水利施工中混凝土裂缝的防治技术[J].中国水运（下半月），2010年02期.